Claire Swedberg
Em partes da África Oriental, água potável limpa, bem como baterias para alimentar luzes e telefones celulares, estão sendo entregues aos residentes por meio de dispositivos chamados OffGridBoxes. As caixas inteligentes e conectadas aproveitam os dados da Internet das Coisas (IoT) para gerenciamento global e cada uma é monitorada por dois funcionários locais. As caixas, configuradas a partir de contêineres de transporte padrão, filtram a água e capturam energia do Sol, que pode ser comprada pelos residentes locais. A solução é fornecida por OffGridBox, uma empresa de tecnologia localizada em Cambridge, Massachusetts.
O OffGridBox usa tecnologias de conectividade, monitoramento e controle da empresa Industrial IoT (IIoT) eze System, com transmissões celulares, quando possível, e o suporte de backup de satélites em órbita terrestre baixa de Swarm. A tecnologia foi projetada para levar água potável e energia renovável a preços acessíveis para locais remotos. O OffGridBox atualiza contêineres de transporte medindo 6 pés por 6 pés, 47 dos quais já foram implantados em toda a África. Cada caixa está equipada com os painéis solares e a filtragem necessária para produzir eletricidade e purificar a água. A solução é voltada para áreas remotas que carecem de água potável limpa e, para algumas famílias, da energia necessária para iluminar suas casas e recarregar celulares.
O OffGridBox, segundo Emiliano Cecchini, presidente e CTO da empresa, tem como objetivo melhorar a qualidade de vida e o padrão de vida nessas áreas. A empresa emprega duas mulheres locais em cada local para apoiar a operação das caixas. Apenas as mulheres podem se inscrever nas unidades africanas, ele explica, em parte porque as mulheres – especialmente as mães jovens – oferecem a melhor experiência para os empregos disponíveis. Essa política está em vigor em todos os países da África e, como resultado, a empresa sofreu menos roubos. “É uma parte muito forte do que oferecemos”, afirma Cecchini, “e fornecemos o treinamento”.
O OffGridBox ganha sua geração de energia a partir de 12 ou 24 painéis solares no telhado. Cada caixa oferece purificação de água que captura qualquer fonte de água local (como um riacho ou lagoa), fornecendo microfiltração e esterilização ultravioleta, bem como osmose reversa em alguns casos para garantir a potabilidade. O sistema de purificação usa aproximadamente 10% da energia solar gerada, relata a empresa, enquanto o resto é coletado em pequenas baterias de lítio conhecidas como bancos de energia. Esses bancos são recarregados na caixa e entregues aos residentes da área que pagam uma taxa de 18 centavos para alimentar suas luzes, telefones e acesso Wi-Fi, e que recebem um “jerrycan” (um recipiente de plástico de qualidade alimentar) de água.
Potência adicional pode ser disponibilizada para outros dispositivos, como ferramentas de construção ou máquinas de gelo. A caixa é implantada em locais onde possa ter acesso a uma fonte de água. Água limpa e potável é coletada nos galões e então entregue nas lojas da região para ser vendida localmente ou é fornecida diretamente às residências. O sistema foi lançado em 2017, diz Cecchini, quando a empresa da região de Boston instalou sua sede em Ruanda para atender áreas daquela nação, além da Somália, Quênia, Tanzânia e Congo. As caixas são fabricadas na Toscana, Itália.
Um desafio de executar o serviço, diz Cecchini, é que cada caixa requer gerenciamento remoto de vários locais para que a empresa possa visualizar as informações operacionais a fim de manter o sistema funcionando e capturar as principais medidas, como quanta energia elétrica está sendo produzida e consumida – junto com quaisquer problemas que possam ocorrer durante o processo de purificação da água. “O gerenciamento remoto foi um grande desafio”, acrescenta. Muitas áreas não tinham cobertura de celular, por exemplo, e os serviços tradicionais de dados por satélite tinham um custo proibitivo.
“Estávamos enfrentando tantos problemas na conexão para monitoramento remoto”, diz Cecchini. A caixa aproveitou os serviços de celular sempre que estavam disponíveis, assim como o Bluetooth, mas as redes disponíveis não eram confiáveis, observa. “Realmente não funcionou.” OffGridBox se associou à eze System, que agora fornece seu sistema ezeio para monitoramento remoto, controle e automação. Ele incorpora a unidade celular necessária e incluirá conectividade via satélite Swarm no futuro. Dessa forma, OffGridBox pode gerenciar e consolidar unidades implantadas enquanto recebe alertas em caso de problemas, como função reduzida no sistema de água ou produção de energia. Os dados coletados, diz ele, forneceriam ao gerenciamento análises e a capacidade de comparar dados de diferentes sites.
Eze System, uma empresa sediada em Sacramento, desenvolveu e evoluiu uma solução IoT Industrial nos últimos 10 anos que é agnóstica a qualquer equipamento industrial e é feita para escalabilidade, de acordo com Thomas Weuthen, vice-presidente de desenvolvimento de negócios da empresa. A empresa tem mais de 6.000 dispositivos conectados baseados em celular que são usados em todo o mundo. O sistema consiste em uma única peça de hardware que pode ser conectada a quase tudo, diz ele. “Deve ser descomplicado e fácil de usar”, afirma Weuthen. O Eze System está adaptando a solução da OffGridBox para fornecer monitoramento e controle para cada unidade já instalada, ao mesmo tempo que fornece sua tecnologia para todas as novas unidades antes de serem implantadas.
Os controladores ezeio são pequenos dispositivos de computação de ponta com conectividade 2G, 3G ou LTE-Cat M1 e funcionalidade GPS, que podem ser configurados de acordo com as necessidades específicas do usuário. “Parte do que fazemos”, diz Weuthen, “é ouvir nossos clientes e converter sua experiência de domínio em automação.” Cada caixa vem com uma variedade de interfaces que podem ser conectadas a sensores, atuadores, medidores de fluxo e outros dispositivos e equipamentos industriais. O controlador inclui a unidade de E / S, um microprocessador e um gateway para transmitir dados para um portal baseado em nuvem, onde OffGridBox pode configurar e gerenciar remotamente sistemas implantados, configurar alertas e gerenciar dados.
A tecnologia é fornecida pela eze System para o setor agrícola e outras aplicações que envolvem sistemas remotos. “Eles só precisam dessa caixa e de seu próprio equipamento”, diz Weuthen, “e estão prontos e funcionando”. Como há lugares sem conexão de celular, no entanto, eze System agora fornece a conectividade de satélite Swarm como parte de seu serviço, com um dispositivo de satélite Swarm Tile embutido no controlador. A rede Swarm tem como objetivo permitir o acesso a dados de baixo custo em qualquer lugar do mundo, explica a empresa. Sua rede consiste em conectividade bidirecional para dispositivos IoT via satélites e Tiles.
Várias unidades da OffGridBox agora estão ativas com a solução eze System, que se conecta à bomba d’água, medidor de vazão e outros dispositivos. A conectividade do Swarm está programada para seguir. O retrofit exigirá a integração de dispositivos de telha e a instalação de uma antena no teto de cada contêiner. “O sistema Swarm é super robusto e fácil de instalar”, afirma Weuthen. Todos os OffGridBoxes implantados se conectarão ao servidor baseado em nuvem por meio de uma conexão de celular, se houver uma disponível. Em partes da África que carecem de conectividade terrestre, como a Tanzânia, os dispositivos de monitoramento da Eze irão automaticamente alavancar a rede de satélites do Swarm, dependendo da aprovação regulatória.
“É realmente empolgante” da perspectiva da Swarm, diz Sara Spangelo, cofundadora e CEO da empresa. “Construímos o Swarm para ser a infraestrutura para esse tipo de implantação.” O Swarm atualmente tem 120 satélites orbitando o planeta, com entre 40 e 60 mais programados para lançamento no início do próximo ano. A rede já oferece cobertura global completa, diz ela, com os satélites em órbita baixa da Terra passando entre 20 e 30 vezes por dia em qualquer localização geográfica.
Há um intervalo de quatro a seis horas entre as transmissões, mas Spangelo estima que esse número será reduzido pela metade com a implantação de satélites adicionais. O Eze System planeja enviar 24 comunicações por dia de e para cada OffGridBox – 12 para informações de pulsação e outras 12 para alarmes e comandos de controle. A conectividade permite que o sistema cresça à medida que mais caixas são implantadas em todo o mundo, relata Cecchini. A análise pode ser executada no limite pelo controlador, observa Weuthen, permitindo que o OffGridBox execute análises sobre a funcionalidade do equipamento em cada local, bem como a comparação com ciclos anteriores e dados de outros locais.
Outras tecnologias podem ser adotadas como parte do sistema ao longo do tempo, acrescenta Cecchini. Por exemplo, a OffGridBox poderia eventualmente fornecer tecnologia RFID em cartões pré-pagos para a compra de água, tornando a distribuição mais fácil. “Temos um mapa muito bom para o futuro”, diz ele. Nesse ínterim, há um elemento humano em cada caixa para garantir a operação eficaz do equipamento e para dispersar latas de água e bancos de energia com os clientes locais, conforme necessário. “É vital”, afirma. “É o valor da empresa fazer com que as pessoas administrem os negócios de maneira autônoma”.